邢衡13標路床電石灰土適用方案分析

梁鴻甲

（中交二公局第六工程有限公司，陜西 西安 710075）

1 工程概況

邢衡13標位于河北邢臺市的東端，地勢平坦，為泄洪區，地質成因一般為水流緩慢時沖洪積，土層較為松散，粉砂粒含量在95%以上，屬典型的粉砂性土，其最大干密度為1.67～1.70g/cm3（按不同土層取樣試驗結 果 為 1.69g/cm3、1.68g/cm3、1.67g/cm3、1.70g/cm3、1.69g/cm3）；塑性指數為6～8，CBR值為3.9%～4.5%（試驗結果CBR分別為4.5%、4.1%、3.9%、4.0%）。取200g土進行顆粒分析實驗，結果如表1所示,設計路床承載比要求如表2所示。

表1 200g土顆粒分析試驗結果

表2 路床填料最小承載比與路床填料壓實度要求

由表2可知，路床填料（CBR）值下路床不小于5%，上路床不小于8%，根據土試驗情況，現有土CBR最大為4.5%，不滿足路床填料要求。

2 方案比選

2.1 原設計方案

原設計上路床為5%石灰土改良；下路床部分為3%石灰土、部分素土，各占50%。由于素土CBR不滿足要求，需要進行改良。首先，在K89+316～K89+563左幅和K93+400～K93+500右幅完成兩段3%石灰土試驗段，壓實度滿足96%要求，但板結效果差、整體強度低、表面易松散，主要該標段土質為典型的粉砂土，不適宜摻白灰改良。其次，根據上路床的設計思路在K89+460～K89+510右幅進行5%石灰土試驗，壓實度滿足要求，整體強度較3%有所提高，但仍存在板結效果差、表面易松散現象。并且摻白灰改良方案由于受邢臺市政府“還邢臺青山綠水，走生態發展之路”政策的影響，邢臺地區已不生產白灰，其他地方的白灰，由于Ca0、MgO含量偏低，質量不穩定，因此不容易達到三級灰標準，且產量低，不滿足目前路床的大面積施工需求。

2.2 更換CBR合格土方案

邢衡13標段沿線施工區域附近均為粉砂性土，經過現場調查，要在15km以外才能找到CBR值滿足路床填料要求的土，從成本和施工時間上考慮不合適，并且要跨鄉鎮甚至跨縣域取土，受運輸道路、占地、作物補償、取土等地方干擾的影響，協調難度大。目前相鄰標段也因取土難度等因素，找不到合格取土場。

2.3 水泥石灰土方案

日前在K89+410～K89+460右幅，進行了同時摻加3%石灰和3%水泥的二灰試驗，效果較好，壓實度、強度均滿足要求。但是，由于受水泥凝結時間的影響，灑水、拌和或補水再拌和、排壓、整平、碾壓整個過程與水泥施工相比，其延遲時間較長；如果趕上雨天來不及碾壓成型，水泥就失去了作用。另外，該方案的成本也較高。

2.4 只摻加水泥改良

只摻加水泥改良方案與水泥石灰土方案相同，費用更高。

2.5 摻粉煤灰石灰方案

摻粉煤灰和石灰的二灰土方案，根據河北廊滄高速施工經驗，改良效果很好，但一般用在底基層，用于路床時成本較高。

2.6 摻加電石灰方案

結合河北滄州黃驊港高速電石灰土施工的成熟經驗，且該項目部在K93+400～K93+600左幅完成200m電石灰土試驗段，試驗段壓實度、強度、外觀質量均滿足規范要求，整體板結好、后期強度高、效果理想、相比成本不高、可操作性強。另外，目前很多標段均進入路床施工，白灰需求很大，若該標段采用電石灰改良，可以緩解其他標段白灰的需求壓力。

電石灰具體有以下優點：（1）電石灰為塑性狀態，運輸、攤鋪、拌和均不會揚塵，不會污染環境，比較環保，不會造成地方污染阻工問題。另外，可廢物再利用，社會效益較好。（2）通過試驗可知，電石灰有較好的活性，對土有較好的膠結性能，電石灰土能夠達到路用強度要求。該標段土樣摻電石灰6%和8%后CBR值分別提高至10.4%和12.7%，實踐證明電石灰土的后期強度較高，能夠較好地保證工程質量，可實施性強。（3）目前市場上的白灰質量不穩定，而電石灰經取樣試驗，鈣鎂含量在56%～58%，質量較好。（4）電石灰價格便宜，目前市場上生石灰到場價約310元/t，而電石灰約180元/t。（5）適合該標段粉砂性土改良，目前很多標段均進入路床施工，白灰需求很大，若該標段采用電石灰改良，可以緩解其他標段白灰的需求壓力。根據運距計算各種改良土成本，各種改良土成本比較如表3所示。

表3 各種改良土成本比較 單位：元/m2

綜上所述，對于該標段的粉砂土的具體情況，路床用電石灰改良方案比較實際，可操作性強，成本相對較低。

3 擬采用方案總結

3.1 電石灰介紹

電石灰是優質白灰和焦炭電解后產生的電石，再以電石為原料生產乙炔排放的廢渣，是化工企業生產化工產品產生的副產品，它是加水反應后排放的，大多呈塑性狀態，主要成分為Ca(OH)2，俗稱熟石灰。經過工地試驗室試驗檢測，電石灰CaO、MgO含量在50%～58%，對土有較好的膠結性能，可形成較好的強度，運用較低劑量的電石灰土即可滿足公路施工技術規范中的石灰穩定土強度要求，適宜做一般公路的底基層或在高速公路施工中作為路床改善土來使用。例如，河北滄黃高速公路的路床用土就是用電石灰土進行改善的，CBR值明顯提高，改善后路床用土的強度得到了顯著提高，路床的彎沉值也滿足設計要求。

3.2 工藝

（1）準備：路堤94區頂經駐地辦、總監辦驗收合格后，測量放樣、撒好“三線”和土量控制方格。其中，土量控制方格如圖1所示。

（2）上土：按厚度進行路床備土。

（3）整平：采用推土機對素土進行粗平，平地機進行精平。

（4）灑水、悶料工作：根據實測含水量，按比最佳含水量高2個點控制水量。

（5）布灰：布灰前按設計摻電石灰量計算電石灰用量，并碼成梯形灰條，經監理工程師檢驗，用量滿足要求后再進行人工、機械輔助將灰布均勻。

（6）拌和：灰土拌和機拌和，人工挖坑量測、指導拌和深度，每次拌和要重疊20cm，保證拌和效果?；彝涟韬蜋C拌和如圖2所示。

圖1 土量控制方格

（7）碾壓工藝及組合：先用推土機排壓1遍，實測含水量補水、平地機平整后，根據碾壓振動先慢后快、先弱后強、先邊緣后中間的原則，振動壓路機碾壓時，往返工作輪須重疊輪寬的1/3，前后相鄰兩區段縱向須重疊1.2～1.5m，達到碾壓無漏壓、無死角，確保碾壓均勻、密實?？捎?2T壓路機靜壓1遍，再開啟小振動碾壓1遍，然后開啟強振碾壓3遍后，使壓實度達到設計要求的96%以上，最后用XP302膠輪壓路機收面。整體碾壓6遍后，開始進行路基壓實度的檢測，如果局部路段壓實度偏低，應增大壓實功，增加壓實遍數，直至壓實度滿足設計和規范要求。

（8）封閉交通、灑水養護。

4 效果

碾壓6遍后壓實度均能達到97%以上，外觀平整、密實，養生后挖驗有強度。碾壓完成效果如圖3所示。路床填筑完成后，經過業主、監理單位及業主委托檢測單位對路床平整度、寬度、標高、橫坡、壓實度、彎沉及路基邊坡等指標的檢測驗收，均滿足設計及施工規范要求。挖檢壓實度和厚度如圖4所示。

圖3 碾壓完成效果圖

圖4 挖檢壓實度和厚度

5 結束語

邢衡13標的路床土經過電石灰的改善，完全可以達到路床用土CBR等技術指標，成型后強度高，證明可以用作高等級公路的路床填料，而且能夠將工業廢渣電石灰變廢為寶，社會效益良好。